从认知任务中的异质神经响应推断潜在神经环路 学术背景 在认知任务中，大脑的高级皮层区域（如前额叶皮层，prefrontal cortex, PFC）负责整合多种感觉、认知和运动信号。然而，单个神经元的响应通常表现出复杂的异质性（heterogeneity），即它们同时对多个任务变量做出响应。这种异质性使得研究者难以从神经活动中直接推断出驱动行为的神经环路机制。传统的维度降维方法（dimensionality reduction methods）依赖于神经活动与任务变量之间的相关性，但无法揭示这些异质响应背后的神经环路连接。 为了解决这一问题，Christopher Langdon和Tatiana A. Engel开发了一种新的维度降维方法——潜在环路模型（Latent Circuit Mod...

认知与运动过程的分离：小鼠行为研究的突破性进展 学术背景 在动物行为的研究中，认知过程和运动过程通常是紧密交织的。例如，当一只小鼠在环境中探索时，它的面部表情或主动采样的行为不仅反映了其运动，还与其大脑中的神经活动密切相关。然而，长期以来，研究者们面临一个根本性问题：认知过程和运动过程是否可以分离，或者说它们是否由共同的神经机制驱动。如果无法将这两者分开，研究者可能会将运动相关的神经活动误认为是认知过程的标志，从而影响对神经电路功能的正确理解。 为了解决这一问题，来自Boston University的研究团队设计了一项行为任务，通过小鼠的实验，探索了认知和运动过程的分离性。他们的研究不仅展示了如何评估这种分离性，还开发了一种新的方法来分离与认知和运动相关的神经动力学。这项研究的成果为理解大...

人类默认模式网络的架构探索：基于细胞结构、神经连接与信号流的研究 学术背景 默认模式网络（Default Mode Network, DMN）是大脑中一组在静息状态下高度活跃的脑区，主要分布在额叶、颞叶和顶叶。DMN在人类复杂思维和行为中扮演着重要角色，尤其是在自我参照思维、记忆提取和未来规划等内部导向的认知任务中。然而，尽管DMN的功能重要性已被广泛认可，其内部结构和信息处理的机制仍然不甚明确。过去的研究主要集中在DMN的功能连接上，但对其细胞结构和神经连接的具体特征仍缺乏深入理解。为了更好地解释DMN在信息处理和大脑皮层通信中的作用，研究人员决定结合死后组织学（histology）和活体神经影像学（neuroimaging）技术，探索DMN的解剖结构。 论文来源 这篇题为《The arc...

精神疾病的细胞类型分类：新研究揭示精神分裂症等复杂脑部疾病的细胞基础 学术背景 精神疾病，如精神分裂症、抑郁症和双相情感障碍，是全球范围内的重要公共卫生问题。这些疾病通常由多种遗传和环境因素共同导致，且治疗手段有限。尽管全基因组关联研究（GWAS）已经识别出数千个与精神疾病相关的遗传位点，但这些位点的生理意义仍不明确。近年来，单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单核RNA测序（snRNA-seq）技术的发展，使得研究者能够在单细胞水平上解析基因表达，从而更深入地理解精神疾病的细胞基础。然而，如何将GWAS数据与单细胞转录组数据结合起来，确定哪些细胞类型与精神疾病的发生密切相关，仍然是一个巨大的挑战。 本研究旨在通过结合GWAS和snRNA-seq数据，系统地分析精神分裂症等精神疾病的细胞...

视觉感知与运动协调的神经机制研究 学术背景 在日常生活中，动物需要区分由外部环境引起的感官体验和由自身运动引起的感官体验。这一区分对于准确的感知和运动控制至关重要。然而，行为的多样性和其对感官的复杂影响使得这一任务极具挑战性。尤其是在视觉系统中，动物的运动（如眼球扫视、行走或瞳孔变化）会导致视觉图像的模糊或失真，这种现象被称为“自我运动引起的视觉扰动”（reafferent signals）。为了维持感知的连贯性，大脑需要一种机制来补偿这些扰动，这种机制通常被称为“运动命令的副本”或“伴随放电”（corollary discharge, CD）。 伴随放电机制在多个物种中已被广泛研究，尤其是在灵长类动物的眼球扫视抑制中。然而，对于其他类型的运动（如行走或瞳孔变化）如何影响视觉处理，以及这些信...

小鼠条件性免疫反应的检索由前-后岛叶回路介导 学术背景 大脑与免疫系统之间的双向关系是哲学和科学研究的基石。近年来，研究人员已经确定了多条免疫系统影响大脑活动的途径，同时也有证据表明大脑可以调节免疫反应。条件性免疫反应（Conditioned Immune Response, CIR）是一种典型的巴甫洛夫条件反射，其中感官刺激（如味道）与免疫调节剂配对，再次体验该味道时，会引发厌恶行为和预期的免疫反应。尽管岛叶皮层在CIR中起着关键作用，但其具体的神经回路机制仍不清楚。 本研究旨在揭示CIR的神经回路机制，特别是前岛叶（Anterior Insular Cortex, AIC）和后岛叶（Posterior Insular Cortex, PIC）之间的双向连接在CIR中的具体作用。通过研究小...